Metal ve Ametalin özellikleri
KARIŞIMLAR:İki veya daha fazla
maddenin kendi özelliklerini kaybetmeyerek,rasgele miktarlarda bir araya gelip
oluşturdukları,fiziksel yöntemlerle bileşenlerine ayrılabilen maddelere Karışım denir.Karışımlar ikiye
ayrılır:
1)ÇÖZELTİLER:İki veya daha fazla
maddenin birbirleri içinde iyonlar veya moleküller halinde dağılmasıyla
oluşan,her yerinde aynı özelliği gösteren tek görünüşlü karışımlara denir.
Çözelti-
ler
ikiye ayrılır:
a)Elektrolit
Çöz:Yapısında (+) ve (-) iyon
bulunduran çözeltilerdir.Elektrik akımını iletirler.Asit
baz,tuzların
sulu çözeltileri,sodalı su elektrolittir.
b)Elektrolit
Olmayan Çöz:Yapısında (+) ve (-)
iyon bulunmayan çözeltilerdir.Elektrik akımını iletmezler.Şekerli su,alkollü su
elektrolit değildir.
2)HETEROJEN
KARIŞIMLAR:Her yerinde aynı
özelliği göstermeyen çok görünüşlü karışım-
lara
denir.Heterojen karışımlar üçe ayrılır:
a)Emilsüyon:Sıvı-sıvı heterojen
karışımlardır. ÖR:Zeytinyağı-su,benzin-su
karışımları...
b)Süspansüyon:Katı-sıvı heterojen
karışımlardır. ÖR:Naftalin-su,kum-su,talaş-su....
c)Aerosol:Gaz-sıvı heterojen
karışımlardır. ÖR:Sprey,deodorant,parfüm,sis...
SAF
MADDE:Her yerinde aynı
özelliği gösteren,aynı cins atom veya moleküllerden oluşan, belirli erime,kaynama,donma
noktaları ve yoğunlukları olan,belli ayırt edici özelliklere madde-
lere
Saf Madde denir.Saf maddeler ikiye
ayrılır:
1)BİLEŞİK:İki veya daha fazla
elementin kendi özelliklerini kaybederek belirli oranlarda kimyasal yollarla
birleşen,formüllerle gösterilen ve yine kimyasal yöntemlerle bileşenlerine ay-
rılabilen
yeni özellikteki saf maddeye Bileşik denir.Bileşikler ikiye ayrılır:
a)İyonik Bağlı Bileşik:Metal-ametal atomları
arasında oluşan bileşiktir.
b)Kovalent Bağlı Bileşik:Ametal-ametal atomları
arasında oluşan bileşiktir.
Asitler:H2SO4 (Sülfürik asit)
Bazlar:NaOH (Sodyum Hidroksit)
Tuzlar:NaCl (Sodyum Klorür)
Organik Bileşikler:C2H5OH (Alkol)
2)ELEMENT:Aynı cins atomlardan
oluşan ,fiziksel veya kimyasal yollarla kendinden daha basit maddelere
ayrıştırılamayan,sembollerle gösterilen saf maddelere Element denir. Elementler üçe
ayrılır:
Yüksek ısıl ve elektriksel iletkenlik,
“metal parlaklığı” denen özel bir parlaklık,biçim değiştirmeye karşı bir
yatkınlık ve katyon oluşturmaya karşı belirgin bir eğilim göstermesiyle ayırt
edilen,çoğunlukla normal sıcaklık ve basınç altında katı halde bulunan,bazik
oksitler verme eğilimi gösteren ,kendine özgü fiziksel ve kimyasal özellikleri
olan basit elementlerden
her biri metaldir.Bunlara maden de denir.Bütün elementlerden yaklaşık 70 kadarı
metaldir.
Bazı metallerin adları ,sembolleri ve
değerlikleri şunlardır:
METALİN ADI SEMBOLÜ DEĞERLİĞİ
Lityum Li +1
Berilyum Be +2
Sodyum Na +1
Magnezyum Mg +2
Potasyum K +1
Kalsiyum Ca +2
Alüminyum Al +3
Gümüş Ag (+1,+2)
Altın Au (+1,+2)
Demir Fe (+2,+3)
Metaller değişik özellikleri bakımından
çeşitli şekillerde sınıflandırılır.
·
Metaller,katışıksız metaller (metal elementler) ve alaşımlar
(metal elementlerden oluşan karışımlar) olarak iki sınıfa ayrılabilir.
Katışıksız metaller:Demir(Fe) , bakır(Cu)...
Alaşımlar:Tunç (erimiş bakır ve kalay karıştırılarak
yapılır),pirinç (erimiş bakır ve çinko karıştırılarak yapılır)...
Altın ve platin ile bir oranda bakır ve
gümüş dışındaki metaller doğada katışıksız halde ender bulunur.Metallerin çoğu
doğada cevher halinde bulunur;metallerin oksijen,kükürt ve karbon gibi başka
maddelerle kimyasal olarak birleşmiş halde bulunduğu kayaç ya da toprak
kütlesine cevher denir.Metali
cevherinden çıkarmanın iki ana yöntemi vardır.En yaygın kullanılan yöntem,
“ergitme” olarak da adlandırılan eriterek ayırma yöntemidir;bu yöntemde cevher,
büyük fırınların içinde, genellikle karbon ile birlikte ısıtılarak eritilir.Ama
bazen metal-
ler elektroliz yoluyla
da ayrılabilir.
·
Thenard tarafından yapılan aşağıdaki sınıflandırma,oksijenin ve
suyun etkileri üzerine kurulmuştur:
1-Suyu soğukta ayrıştıran,oksitleri,sülfürleri ve karbonatları
çözünen tek değerli metaller: Lityum,sodyum,potasyum,rubidyum,sezyum.
2-Suyu soğukta ayrıştıran,karbonatları çözünmeyen iki değerli
metaller:Kalsiyum,stronsiyum
baryum.
3-Suyu kaynar haldeyken ayrıştıran ve oksidi hidrojen tarafından
indirgenmeyen metaller: Magnezyum,alüminyum.
4-Kızıl derecede,su buharını tersinir bir tepkimeyle ayrıştıran
metaller:Çinko,manganez,krom demir,nikel,kobalt.
5-Kızıl derecede oksitlenen,fakat su buharını
ayrıştırmayan ve oksitleri kavrulunca
metal açığa çıkmayan metaller:Kurşun,bakır.
6-Oksitleri ısıtılınca metali açığa çıkararak
ayrışan metaller:Cıva,gümüş.
7-Oksitlenemeyen
metaller:Altın,platin,palladyum,iridyum,rodyum ve rutenyum.
·
Metaller özgül ağırlıklarına göre iki gruba ayrılırlar:
1-Ağır metaller:Atom
kütleleri yüksek olan (Özgül ağırlığı beşten yukarı olanlara) ağır metaller denir.Bakır,kurşun,cıva,kadmiyum,manganez,çinko,altın
vb. gibi geniş bir element dizisini kapsayan ağır metallerin tümü,doğal
çevrelerde zayıf derişimlerde bulunur ve farklı kimyasal özellikleri olan
uyumsuz bir grup oluşturur.
2-Hafif metaller:Özgül ağırlıkları beşten aşağı olan metallerle hafif metaller denir.
Alüminyumü,potasyum,sodyum...
·
Metaller, elementler tablosunda kolaylıkla bulunabilen birkaç
büyük aileye ayrılabilir.
1-Alkali metaller:1A kolonunda yer alır,gümüş beyazı renginde ve
mükemmel indirgen olan bu metaller,kuvvetli bazik hidroksitler oluşturma
özelliğiyle ayırt edilir.Metal parlaklıkları ve ilginç ısıl ve elektriksel
özellikleri vardır.Bileşiklerinde sadece +1 değerlik alırlar.
2-Toprak alkali metaller:2A kolonunda toplanmıştır;çok tepkin olan bu elementlerin metal
parlaklığı ve üstün elektriksel ve ısıl özellikleri vardır.Alkali metallerden
daha serttirler. Bileşiklerinde sadece +2 değerlik alırlar.
3-Geçiş metalleri:Elementler tablosunda yatay çizgilerde
toplanmıştır;bu elementler elektron katmanlarının,yeğlemeli olarak dış
katmanlardan başka katmanlarda
gerçekleşen dolmasıyla ayırt edilir.Bunlar “B” gruplarıdır.
4-Toprak metalleri:Bor hariç hepsi metaldirler.Bileşiklerinde sadece +3 değerlik
alırlar. Son yörüngelerinde 3 elektron bulunur.
·
Metaller hava,ısı ve kimyasal maddelerin etkisi karşısında
değişikliğe uğrayıp uğra-
dıklarına göre de sınıflandırılır.
1-Soy metaller:Altın,platin ve gümüş gibi bazı metaller nemli hava ve arı oksijen
içinde,oda sıcaklığında olduğu gibi,yüksek derecede ısıtılmakla da hiçbir
değişikliğe uğramazlar.Özellikle altın ve platin kimyasal etkenlerden hiç zarar
görmez.Bu çeşit metallere soy metaller denir.
2-Yarısoy metaller:Nikel,kalay,krom ve cıva gibi bir kısmı ise oda
sıcaklığında,nemli hava ve oksijenden etki görmezler.Ancak çok ısıtıldıklarında
oksitlenirler.İşte bu gibi metallere yarısoy metaller denir.Metallerin oksijenle birleşmesi olayına oksitlenme,meydana gelen metal ve
oksijen bileşiğine de oksit denir.
3-Soy olmayan metaller:Demir,kurşun,çinko gibi
metaller ise,oda sıcaklığındaki nemli havada paslanırlar.Üst kısımlarında oksit
veya oksitle beraber karbonat bileşiminde bir pas katmanı oluşur.Bu türlü
metallere soy
olmayan metaller denir.
Isıyı ve elektriği iyi
iletirler.Periyodik tabloda geçiş metalleri arasında yer almayan basit
metallerin ısı ve elektrik iletkenliklerinin çok yüksek olması olgusu en iyi
biçimde serbest elektron kuramıyla açıklanır.Bir kristale elektrik akımı
verdiğimizde elektronların,kristaldeki
bağ türüne bağlı hareket kazanmaları ile ya iletkenlik oluşur veya elektronlar
elektrik akımı altında hiç hareket edemezler,o zaman da kristallerde yalıtkanlık özelliği meydana gelir.Metal
atomları arasında metalik bağ vardır.Metaller iç yapıları bakımından diğer
elementlerden farklıdırlar.Billursu yapıları vardır,yani çoğu küp ve altıgen
prizma biçiminde oluşurlar.Billur yapı ve güçlü bağ metallere elektriği
iletme,sertlik,çekmeye ve darbeye karşı direnç,esneklik, dövülgenlik,tel haline
gelebilme,yeterli bir kuvvet uygulandığında kırılmadan biçim değiştirme gibi
fiziksel özellikler verir.Metallerde elektrik akımı iletkenliği değerlik
elektronlarının hare-
ketliliği
ile ilgilidir.Metallerin son yörüngelerinde az sayıda elektron ve bu
elektronların hareket edebileceği boş değerlik orbitalleri vardır.Elektronların
bu değerlik orbitallerinde hareketli olarak,bir elektrona birden fazla atoma
ait olma özelliği kazandırır.Metal kararlı yapı kazanır. Metalin
atomları,değerlik elektronlarının ortaklaşa kullanılmasıyla bir iyon kafesi
halinde olu-
şurlar;bu
değerlik elektronları serbest ya da kısmen serbest bir elektron bulutu meydana
getirir;bu bulut da metal bağı ile elektriksel ve ısıl iletkenlikten sorumludur.Metallerde
atomlar kristal yapı içinde birbirlerine çok yakın biçimde yığışmıştır ve
böylece ısının iletimini sağla-
yan
titreşimler bir atomdan öbürüne kolayca aktarılarak bütün yapı boyunca
iletilir.Genellikle yoğun,suda ve adi çözücülerde çözünmeyen yeterli
kalınlıktayken saydam olmayan cisimlerdir. Parlatıldıkları zaman,üzerlerine
gelen ışık ışınlarının hemen hepsini yansıtarak “metal parlaklı-
ğı” denen
özel bir parıltı gösterirler.Fakat pek ince toz haline getirilince
parlaklıklarını kaybe-
derler.Tozlar
külçe şekline konulduğunda,yeniden parlaklık kazanırlar.Metallerin opaklığı
serbest elektronların gelen ışık fotonlarını kolaylıkla soğurmalarından
kaynaklanır.Yüksek yansıtma gücü ise ,elektronların temel enerji düzeylerine
düştüklerinde bu enerjiyi yeniden yayımlamalarından ileri gelir.Sarı renkli
altın ve kırmızımsı bakırın dışındaki bütün metaller kütle durumundayken
gümüşümsü ya da grimsidir.Toz durumuna getirildiklerinde genellikle siyahımsı
bir renk alırlar.Oda sıcaklığında,katı halde bulunma kuralının tek istisnası
cıvadır. Yeterli bir kuvvet uygulayarak,metal cisimleri kırmadan şeklini
değiştirmek mümkündür. Gerçekten de metaller,sertlik,çekmeye ve darbeye karşı
direnç,esneklik,dövülgenlik,tel haline gelebilme gibi bazı özellikler taşır.Tellere
ayrılabilme yassılatılabilme özelliği tıkız (kompakt) yapıdan ve yapıdaki
billurların belirli bir plana göre birbirleri üzerinden kayabilmelerinden ileri
gelir.Metaller sıcakken merdanelerin arasından geçirilerek ya da dövülerek
istenen biçime getirilebilir.İki veya daha çok sayıda,metal ile metal ve hatta
ametalden,bir amaç için yapılan ve metalik özellik gösteren katı karışıma “alaşım” denir.Alaşımların özellikleri,kendilerini
meyda-
na getiren
metal türlerine ve bunların miktarına göre değişir.Metallerin dayanıklılığı ve
sertliği iki biçimde denetlenebilir ya da belirlenebilir;bunlardan biri
alaşımlama,öbürü ise ısıl işlem uygulamasıdır.Metaller katışıksız haldeyken
genellikle yumuşak ve dayanıksızdır;bunlar başka metallerle alaşımlanarak
(karıştırılarak) daha dayanıklı ve sert hale getirilebilir.Metallerin katı-
şıksız
olarak kullanıldıkları kimi yerler varsa da,bunlardan çoğunlukla alaşım
durumunda yararlanılır.Altın ve platinden başkası tabiatta arı halde
olmayıp,çoğunlukla oksit (oksijenli), sülfür(kükürtlü) ve karbonat gibi
bileşikler halinde aynı zamanda taş,toprak ve başka maddeler-
le karışık
olarak bulunur.İşte metal elde etmeye yarayan böyle bileşiklere “filiz”
denir.Metal atomlarını en dış kabuklarındaki elektron sayısı,dolu bir kabuktaki
elektron sayısının yarısından daha azdır.Bu özellikleri nedeniyle metaller
birbirleriyle kolay bileşik oluşturmazlar,buna karşı-
lık dış
kabuklarında görece daha çok sayıda değerlik(valans)elektronu bulunan
oksijen,kükürt gibi ametallerle kolayca tepkimeye girerler.Ametallerle
girdikleri tepkimelerde aralarında oluşan bağa iyonik
bağ denir.Her metalin sabit bir erime
sıcaklığı vardır.En düşük erime nokta-
sı
olan metal cıvadır(-39C);öte
yandan ender bulunan bir metal olan sezyum 29C’de erir. (tere-
yağıyla
hemen hemen aynı sıcaklıkta) ve normal koşullarda havayla temas ettiğinde
derhal tutuşur.Tungsten 3.400C’ye kadar ısıtılmadıkça erimez;onun için bu metal
elektrik ampullerin-
deki
filaman denen ince tellerin yapımında kullanılır.Bütün metaller,yeterince yüksek
bir sıcaklığa kadar ısıtıldıklarında kaynar.Örneğin tungsten ancak 5.930C’de
(hemen hemen Güneş
in
yüzeyindeki sıcaklıkta) kaynar.Metal atomları katı bir yapı oluşturacak biçimde
bir araya geldiklerinde,her atom sabit sayıda elektron verir ve böylece geriye
artı yüklü bir iyon kalır. Metaller,elektron vererek iyon oluşturma
yeteneklerine göre sıralanabilir;en kolay elektron verenler en etkin
olanlardır.Bu tür bir sıralamaya etkinlik dizisi ya da elektrokimyasal dizi
denir.En etkin metaller olan potasyum ve sodyum dizinin başında,en az etkin
metal olan altın ise dizinin sonunda yer alır.Metaller,son yörüngelerinde(1,2,3
gibi)az sayıda elektron bulundur-
dukları
için bileşiklerinde (+) pozitif değerliklidir.Metalik bağın hep aynı ve kararlı
kalışı,meta-
lin
pozitif elektrik yüklü iyonları ile negatif elektrik yüklü elektronlar
arasındaki karşılıklı elek-
trostatik
çekim gücüne bağlıdır.Canlıların yapısında az miktarlarda bulunurlar.Metallerin
çoğuna (Na,Mg,Fe,Zn gibi)asitler etki eder.Bunun sonucunda tuz oluşur ve
hidrojen gazı açığa çıkar.Hidrojenli olmayan bir bileşiğin elektrolizi
yapıldığı zaman,katotta toplanan element daima bir metaldir. Metallerin
hidrojenli bileşikleri hiçbir zaman asitler olamaz.Bir maddenin oksijenli
bileşikleri arasında hiç olmazsa bir tanesi,asitler üzerine etki ederek bir tuz
ve su verme özelliğine sahiptir. Yani bazik oksit fonksiyonu vardır.
Hidrojen,arsenik,antimon,titan, kalay gibi bazı elementler bu özelliklerin
yalnız bir kısmını gösterir.Bunlar metaller ve ametaller arasında geçiş
elementleridir.Metallerin çoğu güçlü bir mekanik dirence sahiptir. Özgül
ağırlıkları(yoğunlukları)çok çeşitlidir.Bir metalin özgül ağırlığı o metalin
ağırlığının suyunkiyle karşılaştırılarak tanımlamak için kullanılır.Örneğin
demirin özgül ağırlığı 7,8’dir; yani demirin ağırlığı suyunkinin neredeyse 8
katıdır.En düşük özgül ağırlığa sahip olan metal lityum(0,53gr/cm3),en yüksek
özgül ağırlığa sahip metal ise osmiyumdur(22,49gr/cm3). Herhangi bir işte
kullanılacak metalin seçimi çoğunlukla özgül ağırlıklarına yoğunluklarına
bakılarak yapılır;örneğin kurşun,terazi ağırlıklarının yapımında,alüminyum ve
magnezyum alaşımları ise uçak parçalarının yapımında kullanılır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder